Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP7556109B2 - Water-based ballpoint pen ink composition - Google Patents

Water-based ballpoint pen ink composition Download PDF

Info

Publication number
JP7556109B2
JP7556109B2 JP2023122654A JP2023122654A JP7556109B2 JP 7556109 B2 JP7556109 B2 JP 7556109B2 JP 2023122654 A JP2023122654 A JP 2023122654A JP 2023122654 A JP2023122654 A JP 2023122654A JP 7556109 B2 JP7556109 B2 JP 7556109B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ballpoint pen
polyvinylpyrrolidone
resin particles
water
ink
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2023122654A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023138596A (en
Inventor
健司 佐藤
浩志 松尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Pencil Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Pencil Co Ltd filed Critical Mitsubishi Pencil Co Ltd
Priority to JP2023122654A priority Critical patent/JP7556109B2/en
Publication of JP2023138596A publication Critical patent/JP2023138596A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7556109B2 publication Critical patent/JP7556109B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Pens And Brushes (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Description

本発明は、筆記を休止した直後の書き出し時にインクが出渋る現象(初筆性の低下)を解消することができる水性ボールペン用インク組成物に関する。 The present invention relates to an aqueous ink composition for ballpoint pens that can eliminate the phenomenon of ink slackening when starting to write immediately after stopping writing (deterioration of initial writing performance).

従来より、水性ボールペン等に用いられている熱変色性マイクロカプセルのような粒子径の大きい着色樹脂粒子などの着色剤は、一般的な染料・顔料と比較してインク中での流動性が低いものである。したがって、静から動、或いは動から静状態への応答性がやや鈍いものである。
ボールペンのような動作の切り替えが頻繁で、インクに対する剪断力の変化が大きい筆記具においては、その特性が描線に現れやすく、特に、筆記を休止した直後の書き出しに時にインクが出渋る現象(初筆性の低下)が見られている。
Conventionally, colorants such as colored resin particles with large particle diameters, such as thermochromic microcapsules, used in water-based ballpoint pens, have low fluidity in ink compared to general dyes and pigments, and therefore have a relatively slow response from a static to a dynamic state or from a dynamic to a static state.
In writing instruments such as ballpoint pens, which require frequent switching of movements and experience large changes in shear force on the ink, these characteristics are easily reflected in the lines drawn, and in particular, there is a phenomenon in which the ink sometimes does not flow easily when starting to write again immediately after stopping writing (deterioration in initial stroke performance).

一方、従来の水性ボールペン用インク組成物において、着色剤、キサンタンガムやポリビニルアルコールなどを用いたものとしては、例えば、
(1)水と着色剤と樹脂とから少なくともなるボールペン用水性インキにおいて、前記樹脂がキサンタンガムとポリビニルピロリドンであり、このキサンタンガムとポリビニルピロリドンの含有比が1:5.7~1:7.0であるボールペン用水性インキ(例えば、特許文献1参照)、
(2)一種又は二種以上のビニル系単量体を少なくとも原料とする乳化重合体であって、呈色性化合物と顕色剤とを含有することにより発色していることを特徴とする乳化重合体、この乳化重合体をインキとして、実施例2には、平均粒子径0.17μm、粘度3.9mPa・s(25℃、150s-1)の鮮明な緑色の乳化重合体の微粒子分散液50gと、PVP K-15(アイエスピー・ジャパン株式会社製、ポリビニルピロリドン、消色剤、商品名)2g、キサンタンガム0.25gを加え撹拌混合されたジェルインキボールペン用インキ(例えば、特許文献2参照)、
(3)キサンタンガム又はサクシノグリカンから選ばれる剪断減粘性付与剤と、ポリビニルピロリドンと、着色剤と、水溶性有機溶剤と、水とを少なくとも含むボールペン用水性インキ組成物であって、前記剪断減粘性付与剤とポリビニルピロリドンの含有比率が1:1~1:5.5であるボールペン用水性インキ組成物(例えば、特許文献3参照)、
(4)着色剤と、水と、水溶性有機溶剤と、キサンタンガム、ウェランガム、サクシノグリカンから選ばれる剪断減粘性付与剤と、増粘抑制剤と、イオン性物質とから少なくともなり、インキ中のイオン性物質の含有量がインキ組成物全量に対し1質量%以上であり、水溶性有機溶剤がインキ組成物中10質量%以下であり、且つ、増粘抑制剤がポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、セルロース系高分子化合物、ポリアルキレンオキサイド基を有する高分子化合物から選ばれるボールペン用水性インキ組成物、及び、それを収容したボールペン(例えば、特許文献4参照)
などが知られている。
On the other hand, examples of conventional water-based ink compositions for ballpoint pens that use colorants such as xanthan gum and polyvinyl alcohol include:
(1) A water-based ink for a ballpoint pen, which is composed of at least water, a colorant, and a resin, the resin being xanthan gum and polyvinylpyrrolidone, and the content ratio of the xanthan gum and the polyvinylpyrrolidone being 1:5.7 to 1:7.0 (see, for example, Patent Document 1);
(2) An emulsion polymer made from at least one or more vinyl monomers as a raw material, characterized in that it develops color by containing a color-developing compound and a color developer. This emulsion polymer is used as ink. In Example 2, a gel ink ballpoint pen ink is prepared by adding 50 g of a bright green emulsion polymer fine particle dispersion having an average particle size of 0.17 μm and a viscosity of 3.9 mPa·s (25° C., 150 s −1 ), 2 g of PVP K-15 (manufactured by ISP Japan, polyvinylpyrrolidone, decolorizing agent, product name), and 0.25 g of xanthan gum and stirring them together (see, for example, Patent Document 2).
(3) A water-based ink composition for a ballpoint pen, comprising at least a shear thinning agent selected from xanthan gum and succinoglycan, polyvinylpyrrolidone, a colorant, a water-soluble organic solvent, and water, in which the content ratio of the shear thinning agent to polyvinylpyrrolidone is 1:1 to 1:5.5 (see, for example, Patent Document 3);
(4) A water-based ink composition for a ballpoint pen, which comprises at least a colorant, water, a water-soluble organic solvent, a shear thinning agent selected from xanthan gum, welan gum, and succinoglycan, a thickening inhibitor, and an ionic substance, the content of the ionic substance in the ink is 1% by mass or more based on the total amount of the ink composition, the content of the water-soluble organic solvent in the ink composition is 10% by mass or less, and the thickening inhibitor is selected from polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, a cellulose-based polymer compound, and a polymer compound having a polyalkylene oxide group, and a ballpoint pen containing the same (for example, see Patent Document 4).
etc. are known.

上記特許文献1~4は、本発明の水性ボールペン用インク組成物の近接技術等を開示するものであるが、特許文献1は、平均粒子径が小さい蛍光顔料等を用いるものであり、平均粒子径が0.5μm超過の着色樹脂粒子を用いることの記載や示唆等はなく、また、発明の課題は、ボールペンチップのボールの回転によるボール受け座の摩耗や変形を極力防止することによって良好なインキの吐出性を確保し、長筆記距離を可能となしたものであり、本発明とは、発明の課題及び構成が相違するものである。
上記特許文献2は、平均粒子径0.17μmと小さな熱変色性粒子等を用いるものであり、平均粒子径が0.5μm超過の着色樹脂粒子を用いることの記載や示唆等はなく、ま
た、発明の課題は、消色手段として加熱のみでなく、有機溶剤を利用することができるボールペン用インキであり、本発明とは、発明の課題及び構成が相違するものである。
上記特許文献3は、平均粒子径が小さい顔料等を用いるものであり、平均粒子径が0.5μm超過の着色樹脂粒子を用いることの記載や示唆等はなく、また、発明の課題は、ペン先近傍でのインキの乾燥固化を抑制(ペン先を露出した状態で横向き状態にて25℃、30日放置した後で良好な筆記できるか否かの試験:耐ドライアップ性)等であり、本発明とは、発明の課題及び構成が相違するものである。
上記特許文献4の実施例6、7では、平均粒子径が2μm、3μmの可逆熱変色性顔料(熱変色性マイクロカプセル)を用いるものであるが、発明の課題は、キャップを外した状態での50℃、30日放置した後で良好な筆記できるか否かの試験:耐ドライアップ性)等であり、しかも、ポリビニルピロリドンとキサンタンガムの質量比は本発明の範囲から外れるものであり、本発明とは、発明の課題及び構成が相違するものである。
The above Patent Documents 1 to 4 disclose related technologies to the aqueous ballpoint pen ink composition of the present invention, but Patent Document 1 uses a fluorescent pigment or the like with a small average particle size, and there is no description or suggestion of using colored resin particles with an average particle size of more than 0.5 μm. Furthermore, the problem of the invention is to ensure good ink ejection properties and enable long writing distances by preventing as much as possible wear and deformation of the ball receiving seat due to the rotation of the ball in the ballpoint pen tip, and therefore the problem and configuration of the invention differ from that of the present invention.
The above-mentioned Patent Document 2 uses small thermochromic particles with an average particle diameter of 0.17 μm, and there is no description or suggestion of using colored resin particles with an average particle diameter of more than 0.5 μm. Furthermore, the problem to be solved by the invention is a ballpoint pen ink that can utilize an organic solvent as well as heating as a decolorizing means, and the problem and configuration of the invention differ from those of the present invention.
The above-mentioned Patent Document 3 uses a pigment or the like having a small average particle size, and there is no description or suggestion of using colored resin particles having an average particle size exceeding 0.5 μm. In addition, the problem to be solved by the invention is to suppress the drying and solidification of ink near the pen tip (a test of whether or not good writing can be performed after leaving the pen tip exposed and in a horizontal position at 25° C. for 30 days: dry-up resistance), etc., and the problem and configuration of the invention are different from those of the present invention.
In Examples 6 and 7 of the above-mentioned Patent Document 4, reversible thermochromic pigments (thermochromic microcapsules) having average particle sizes of 2 μm and 3 μm are used, but the problem to be solved by the invention is to test whether good writing is possible after leaving the pen at 50° C. for 30 days with the cap removed (dry-up resistance), etc., and further, the mass ratio of polyvinylpyrrolidone to xanthan gum is outside the range of the present invention, and the problem and configuration of the invention are different from those of the present invention.

以上のように、上記特許文献1~4は、本発明の水性ボールペン用インク組成物の近接技術等を開示するものであるが、本発明とは、発明の課題及び構成などが相違するものといえる。
本発明の課題は、水性ボールペンにおいて、上記特許文献3や4に記載される、キャップを外した状態で、長期間放置した後でのペン先近傍でのインクの乾燥固化を抑制(耐ドライアップ性)でなく、熱変色性マイクロカプセル等のような平均粒子径の大きい着色樹脂粒子を用いた場合に発生する現象であり、動作の切り替えが多く、剪断力の変化が大きいボールペンにおいては、その特性が描線に現れやすく、特に、筆記を休止した直後(数分間後)の書き出しに時にインクが出渋る現象(初筆性の低下)の解消であり、上記耐ドライアップ性と本発明の書き出し時にインクが出渋る現象(初筆性の低下)はその発生原因、その解決手段などが明確に区別化できるものである。
As described above, the above Patent Documents 1 to 4 disclose techniques related to the aqueous ballpoint pen ink composition of the present invention, but they differ from the present invention in terms of the problem and configuration of the invention.
The object of the present invention is not to inhibit the drying and solidification of ink near the tip of a pen after it is left uncapped for a long period of time as described in Patent Documents 3 and 4 above (dry-up resistance), but to solve the phenomenon that occurs when colored resin particles with a large average particle size, such as thermochromic microcapsules, are used in aqueous ballpoint pens, and in ballpoint pens which have frequent switching of operations and large changes in shear force, this characteristic is likely to appear in the drawn lines, particularly the phenomenon of ink slackening when starting to write immediately after stopping writing (several minutes later) (reduced initial stroke performance), and the causes of the dry-up resistance and the phenomenon of ink slackening when starting to write of the present invention (reduced initial stroke performance) can be clearly distinguished.

特開平10-279875号公報(特許請求の範囲、実施例等)JP-A-10-279875 (claims, examples, etc.) 特開2003-221405号公報(特許請求の範囲、実施例等)JP 2003-221405 A (claims, examples, etc.) 特開2006-77074号公報(特許請求の範囲、実施例等)JP 2006-77074 A (claims, examples, etc.) 特開2009-40825号公報(特許請求の範囲、実施例等)JP 2009-40825 A (Claims, Examples, etc.)

本発明は、上記従来技術の課題及び現状に鑑み、これを解消しようとするものであり、筆記を休止した直後の書き出し時にインクが出渋る現象、すなわち、初筆性の低下を解消することができる水性ボールペン用インク組成物を提供することを目的とする。 In view of the problems and current state of the prior art described above, the present invention seeks to solve these problems, and aims to provide an aqueous ink composition for ballpoint pens that can solve the problem of ink stagnation when starting to write immediately after stopping writing, i.e., the problem of reduced initial writing performance.

本発明者らは、上記従来の課題等に鑑み、鋭意研究を行った結果、少なくとも、平均粒子径が0.5~6μmの着色樹脂粒子と、キサンタンガム及びポリビニルピロリドンを含有し、前記ポリビニルピロリドン/キサンタンガムの質量比を特定の範囲とすることにより、上記目的の水性ボールペン用インク組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。 In view of the above-mentioned problems, the present inventors conducted intensive research and discovered that the above-mentioned aqueous ballpoint pen ink composition can be obtained by containing at least colored resin particles having an average particle size of 0.5 to 6 μm, xanthan gum, and polyvinylpyrrolidone, and by setting the mass ratio of the polyvinylpyrrolidone to xanthan gum within a specific range, thereby completing the present invention.

すなわち、本発明の水性ボールペン用インク組成物は、少なくとも、平均粒子径が0.5~6μmの着色樹脂粒子と、キサンタンガム及びポリビニルピロリドンを含有し、前記ポリビニルピロリドン/キサンタンガムの質量比が1~9であることを特徴とする。
前記ポリビニルピロリドンのK値は10~40であることが好ましい。
前記ポリビニルピロリドンの含有量は、インク組成物全量に対して、0.5~5質量%
が好ましい。
本発明の水性ボールペンは、上記組成の水性ボールペン用インク組成物を搭載したことを特徴とする。
That is, the aqueous ballpoint pen ink composition of the present invention is characterized in that it contains at least colored resin particles having an average particle size of 0.5 to 6 μm, xanthan gum and polyvinylpyrrolidone, and the mass ratio of polyvinylpyrrolidone/xanthan gum is 1 to 9.
The K value of the polyvinylpyrrolidone is preferably 10 to 40.
The content of the polyvinylpyrrolidone is 0.5 to 5% by mass based on the total amount of the ink composition.
is preferred.
The water-based ballpoint pen of the present invention is characterized by being equipped with the water-based ballpoint pen ink composition having the above-mentioned composition.

本発明によれば、筆記を休止した直後の書き出し時にインクが出渋る現象(初筆性の低下)を解消することができる水性ボールペン用インク組成物、このインク組成物を搭載した水性ボールペンが提供される。 The present invention provides an ink composition for an aqueous ballpoint pen that can eliminate the phenomenon of ink slackening when starting to write immediately after stopping writing (deterioration in initial writing performance), and an aqueous ballpoint pen equipped with this ink composition.

以下に、本発明の実施形態を詳しく説明する。
本発明の水性ボールペン用インク組成物は、少なくとも、平均粒子径が0.5~6μmの着色樹脂粒子と、キサンタンガム及びポリビニルピロリドンを含有し、前記ポリビニルピロリドン/キサンタンガムの質量比が1~9であることを特徴とするものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.
The aqueous ballpoint pen ink composition of the present invention is characterized in that it contains at least colored resin particles having an average particle size of 0.5 to 6 μm, xanthan gum and polyvinylpyrrolidone, and the mass ratio of polyvinylpyrrolidone/xanthan gum is 1 to 9.

〈着色樹脂粒子〉
本発明に用いる着色樹脂粒子としては、着色された樹脂粒子から構成されるものであれば特に限定されず、例えば、1)樹脂粒子中にカーボンブラック、酸化チタン等の無機顔料、フタロシアニン系顔料、アゾ系顔料等の有機顔料などの顔料からなる着色剤が分散された着色樹脂粒子、2)樹脂粒子の表面が上記顔料からなる着色剤で被覆された着色樹脂粒子、3)樹脂粒子に直接染料、酸性染料、塩基性染料、食料染料、蛍光染料などの染料からなる着色剤が染着された着色樹脂粒子、4)ロイコ色素等を用いて熱変色性とした着色樹脂粒子、5)光変色性色素となるフォトクロミック色素(化合物)、蛍光色素等を用いて光変色性とした着色樹脂粒子などが挙げられる。
上記1)~3)の着色樹脂粒子の樹脂成分としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン、アクリロニトリル、ブタジエン等の重合体もしくはこれらの共重合体、ベンゾグアナミン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等から選択される少なくとも1種が挙げられ、必要に応じて架橋などの処理を行ったものであってもよい。これらの樹脂への着色方法としては、従来公知の懸濁重合、分散重合などの手法が用いられる。
<Colored resin particles>
The colored resin particles used in the present invention are not particularly limited as long as they are composed of colored resin particles, and examples thereof include: 1) colored resin particles in which a colorant consisting of a pigment such as an inorganic pigment such as carbon black or titanium oxide, or an organic pigment such as a phthalocyanine pigment or an azo pigment is dispersed in the resin particles; 2) colored resin particles in which the surfaces of the resin particles are coated with a colorant consisting of the above-mentioned pigment; 3) colored resin particles in which a colorant consisting of a dye such as a direct dye, an acid dye, a basic dye, a food dye, or a fluorescent dye is dyed onto the resin particles; 4) colored resin particles that have been made thermochromic using a leuco dye or the like; and 5) colored resin particles that have been made photochromic using a photochromic dye (compound), a fluorescent dye, or the like that serves as a photochromic dye.
The resin component of the colored resin particles 1) to 3) above may be, for example, at least one selected from polymers or copolymers of acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid esters, methacrylic acid esters, styrene, acrylonitrile, butadiene, etc., benzoguanamine, phenolic resins, epoxy resins, urethane resins, etc., which may be subjected to crosslinking or other treatments as necessary. As a method for coloring these resins, conventionally known techniques such as suspension polymerization and dispersion polymerization are used.

上記4)の熱変色性の着色樹脂粒子としては、電子供与性染料であって、発色剤としての機能するロイコ色素と、該ロイコ色素を発色させる能力を有する成分となる顕色剤及び上記ロイコ色素と顕色剤の呈色において変色温度をコントロールすることができる変色温度調整剤を少なくとも含む熱変色性組成物を、所定の平均粒子径となるように、マイクロカプセル化することにより製造された熱変色性の着色樹脂粒子などを挙げることができる。
マイクロカプセル化法としては、例えば、界面重合法、界面重縮合法、insitu重合法、液中硬化被覆法、水溶液からの相分離法、有機溶媒からの相分離法、融解分散冷却法、気中懸濁被覆法、スプレードライニング法などを挙げることができ、用途に応じて適宜選択することができる。例えば、水溶液からの相分離法では、ロイコ色素、顕色剤、変色温度調整剤を加熱溶融後、乳化剤溶液に投入し、加熱攪拌して油滴状に分散させ、次いで、カプセル膜剤として、壁膜がウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂等となる樹脂原料を使用、例えば、アミノ樹脂溶液、具体的には、メチロールメラミン水溶液、尿素溶液、ベンゾグアナミン溶液などの各液を徐々に投入し、引き続き反応させて調製後、この分散液を濾過することにより熱変色性のマイクロカプセル顔料からなる熱変色性の着色樹脂粒子を製造することができる。この熱変色性の着色樹脂粒子では、ロイコ色素、顕色剤及び変色温度調整剤の種類、量などを好適に組み合わせることにより、各色の発色温度、消色温度を好適な温度に設定することができる。
なお、前記熱変色性の着色樹脂粒子は、可逆熱変色性となるものが好ましい。可逆熱変
色性となるものは、発色状態から加熱により消色する加熱消色型、発色状態又は消色状態を互変的に特定温度域で記憶保持する色彩記憶保持型、又は、消色状態から加熱により発色し、発色状態からの冷却により消色状態に復する加熱発色型等、種々のタイプを単独又は併用して構成することができる。
Examples of the thermochromic colored resin particles of 4) above include thermochromic colored resin particles produced by microencapsulating a thermochromic composition containing at least a leuco dye which is an electron-donating dye and functions as a color former, a color developer which is a component capable of causing the leuco dye to develop color, and a color change temperature regulator which can control the color change temperature in the color development of the leuco dye and the color developer, so as to have a predetermined average particle size.
Examples of the microencapsulation method include interfacial polymerization, interfacial polycondensation, in situ polymerization, liquid curing coating, phase separation from aqueous solution, phase separation from organic solvent, melting dispersion cooling, air suspension coating, spray drying, etc., and can be selected appropriately according to the application.For example, in the phase separation method from aqueous solution, the leuco dye, developer, and discoloration temperature regulator are heated and melted, then put into an emulsifier solution, heated and stirred to disperse in oil droplets, and then, as the capsule membrane agent, a resin raw material whose wall membrane is a urethane resin, epoxy resin, amino resin, etc. is used, for example, an amino resin solution, specifically, each liquid such as a methylolmelamine aqueous solution, a urea solution, a benzoguanamine solution, etc. is gradually put in, and then reacted to prepare, and then the dispersion is filtered to produce a thermochromic colored resin particle made of a thermochromic microcapsule pigment.In this thermochromic colored resin particle, the type, amount, etc. of the leuco dye, developer, and discoloration temperature regulator can be suitably combined to set the color development temperature and decolorization temperature of each color to a suitable temperature.
The thermochromic colored resin particles are preferably ones that exhibit reversible thermochromic properties. The ones that exhibit reversible thermochromic properties may be constituted by using various types alone or in combination, such as a thermal decolorization type that is decolorized by heating from a colored state, a color memory retention type that alternately retains a colored state or a decolored state in a specific temperature range, or a thermal color development type that is colored by heating from a decolored state and returns to the decolored state by cooling from the colored state.

上記5)の光変色性の着色樹脂粒子としては、例えば、少なくともフォトクロミック色素(化合物)、蛍光色素などから選択される1種以上と、テルペンフェノール樹脂などの樹脂とにより構成される光変色性の着色樹脂粒子や、少なくともフォトクロミック色素(化合物)、蛍光色素などから選択される1種以上と、有機溶媒と、酸化防止剤、光安定剤、増感剤などの添加剤とを含む光変色性組成物を、所定の平均粒子径となるように、マイクロカプセル化することにより製造された光変色性の着色樹脂粒子などを挙げることができる。マイクロカプセル化法としては、上述の熱変色性の樹脂粒子の製造と同様に調製することができる。
この光変色性の着色樹脂粒子樹脂粒子は、フォトクロミック色素(化合物)、蛍光色素などを好適に用いることにより、例えば、室内照明環境(室内での白熱灯、蛍光灯、ランプ、白色LEDなどから選ばれる照明器具)において無色であり、紫外線照射環境(200~400nm波長の照射、紫外線を含む太陽光での照射環境)で発色する性質を有するものとすることができる。
上記1)~5)の各着色樹脂粒子は、蛍光顔料、熱変色性顔料や光変色性顔料のマイクロカプセル顔料など(色材)として使用することができる。また、上記1)~5)の各樹脂粒子は、公知の各製造法により製造した各樹脂粒子を使用することができ、市販品があれば、それらを使用してもよいものである。
これらの着色樹脂粒子は、着色力、分散安定性などの点から、平均粒子径が0.5~6μmとなるものが使用され、好ましくは、1~5μmの使用が望ましい。
本発明において、「平均粒子径」とは、レーザー回折法で測定される体積基準により算出された粒度分布の体積累積50%時の粒子径(D50)の値である。ここで、レーザー回折法による平均粒子径の測定は、例えば、日機装株式会社の粒子径分布解析装置HRA9320-X100を用いて行うことができる。
Examples of the photochromic colored resin particles of 5) above include photochromic colored resin particles composed of at least one selected from photochromic dyes (compounds), fluorescent dyes, etc., and resins such as terpene phenol resins, and photochromic colored resin particles produced by microencapsulating a photochromic composition containing at least one selected from photochromic dyes (compounds), fluorescent dyes, etc., an organic solvent, and additives such as antioxidants, light stabilizers, and sensitizers, so as to have a predetermined average particle size. As for the microencapsulation method, they can be prepared in the same manner as in the production of the thermochromic resin particles described above.
The photochromic colored resin particles can be colorless in an indoor lighting environment (indoor lighting equipment selected from incandescent lamps, fluorescent lamps, lamps, white LEDs, etc.) and can be colored in an ultraviolet ray irradiation environment (irradiation with light having a wavelength of 200 to 400 nm, or irradiation with sunlight containing ultraviolet rays) by suitably using a photochromic dye (compound), a fluorescent dye, etc.
Each of the colored resin particles 1) to 5) above can be used as a fluorescent pigment, a microencapsulated pigment of a thermochromic pigment, a photochromic pigment, etc. (coloring material). In addition, each of the resin particles 1) to 5) above can be produced by a known production method, and if a commercially available product is available, it can be used.
From the viewpoints of coloring power, dispersion stability, etc., it is desirable to use colored resin particles having an average particle size of 0.5 to 6 μm, and preferably 1 to 5 μm.
In the present invention, the "average particle size" refers to the particle size (D50) at 50% cumulative volume in the particle size distribution calculated based on the volume standard measured by a laser diffraction method. Here, the average particle size can be measured by a laser diffraction method using, for example, a particle size distribution analyzer HRA9320-X100 manufactured by Nikkiso Co., Ltd.

これらの着色樹脂粒子の含有量は、インク組成物全量に対して、3~30%とすることが好ましく、更に好ましくは、10~30%とすることが望ましい。この着色樹脂粒子の含有量が3%未満であると、好ましい描線濃度が得られなくなり、また、30%を越えると、筆記感が重くなったり、描線にカスレが生じやすくなり、好ましくない。 The content of these colored resin particles is preferably 3 to 30% of the total amount of the ink composition, and more preferably 10 to 30%. If the content of these colored resin particles is less than 3%, the desired line density cannot be obtained, and if it exceeds 30%, the writing feel becomes heavy and the lines are prone to smearing, which is undesirable.

〈キサンタンガム〉
本発明に用いるキサンタンガムは、増粘剤として用いるものであり、ポリビニルピロリドンとの併用等により、本発明の効果を発揮せしめるものとなる。
用いることができるキサンタンガムとしては、市販品では、三晶社製のKELSAN S、KELSAN AR KELSAN T、KELSAN RD、KELSAN ST、KELSAN M、KELSAN HP、KELSAN ASX、大日本製薬社製のエコーガム、モナートガムGSなどが挙げられ、これらは少なくとも1種(各単独で又は2種以上の混合)用いることができる。
これらのキサンタンガムの含有量は、後述するポリビニルピロリドンの含有量、含有割合により設定される。
<Xanthan gum>
The xanthan gum used in the present invention is used as a thickening agent, and when used in combination with polyvinylpyrrolidone, the effects of the present invention can be achieved.
Usable xanthan gums include commercially available products such as KELSAN S, KELSAN AR, KELSAN T, KELSAN RD, KELSAN ST, KELSAN M, KELSAN HP, and KELSAN ASX manufactured by Sansho Co., Ltd., and Echo Gum and Monart Gum GS manufactured by Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd., and at least one of these can be used (either alone or in a mixture of two or more).
The content of these xanthan gums is set depending on the content and content ratio of polyvinylpyrrolidone, which will be described later.

〈ポリビニルピロリドン〉
本発明に用いるポリビニルピロリドンは、N-ビニル-2-ピロリドンを重合して得られる高分子化合物である。本発明では、ポリビニルピロリドンとキサンタンガムとの併用及びその含有割合(質量比)を特定範囲とすることにより、初めて本発明の効果を発揮せしめるものとなる。
用いるポリビニルピロリドンの中でも、そのK値が10~40のものを用いることが望ましい。
ポリビニルピロリドンのK値は、分子量と相関する粘度特性値である。本発明におけるK値は、毛細管粘度計によって測定される相対粘度値(25℃)を下記の式(1)に適用して算出される粘性特性値をいう。
〔式〕
K=(1.5logηrel-1)/(0.15+0.003c)+[300clogηrel+(c+1.5clogηrel1/2/(0.15c+0.003c) …(1)
ηrel:ポリビニルピロリドン水溶液の水に対する相対粘度
c:ポリビニルピロリドン水溶液中のポリビニルピロリドン濃度(%)
<Polyvinylpyrrolidone>
The polyvinylpyrrolidone used in the present invention is a polymer compound obtained by polymerizing N-vinyl-2-pyrrolidone. In the present invention, the effects of the present invention can be exhibited only by using polyvinylpyrrolidone and xanthan gum in combination and setting the content ratio (mass ratio) of the polyvinylpyrrolidone and xanthan gum within a specific range.
Of the polyvinylpyrrolidone to be used, it is preferable to use one having a K value of 10 to 40.
The K value of polyvinylpyrrolidone is a viscosity characteristic value that correlates with the molecular weight. The K value in the present invention refers to a viscosity characteristic value calculated by applying a relative viscosity value (25°C) measured by a capillary viscometer to the following formula (1):
〔formula〕
K=(1.5logη rel -1)/(0.15+0.003c)+[300logη rel +(c+1.5logη rel ) 2 ] 1/ 2/(0.15c+0.003c 2 )...(1)
η rel : Relative viscosity of polyvinylpyrrolidone aqueous solution to water c : Polyvinylpyrrolidone concentration (%) in polyvinylpyrrolidone aqueous solution

用いるポリビニルピロリドンの中でも、そのK値が10~40のもの用いることにより、着色樹脂粒子の凝集を抑え、分散安定性をより向上するので好ましい使用となるものである。
具体的に用いることができるポリビニルピロリドンとしては、市販品では、ASHLAND社製のPVP K-15(K値:13~19)、PVP K-30(K値:26~35)、第一工業製薬社製のピッツコールK-17(K値:15~19)、ピッツコールK-30(K値:27~33)、日本触媒社製のポリビニルピロリドンK-30(K値:27~33)などの少なくとも1種(各単独、2種以上の混合物)が挙げられる。
Among the polyvinylpyrrolidones to be used, those having a K value of 10 to 40 are preferably used since they suppress the aggregation of colored resin particles and further improve the dispersion stability.
Specific examples of polyvinylpyrrolidone that can be used include at least one of commercially available products (either alone or in a mixture of two or more) such as PVP K-15 (K value: 13 to 19) and PVP K-30 (K value: 26 to 35) manufactured by ASHLAND Co., Ltd., Pitzcol K-17 (K value: 15 to 19) and Pitzcol K-30 (K value: 27 to 33) manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., and polyvinylpyrrolidone K-30 (K value: 27 to 33) manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.

これらのポリビニルピロリドンの含有量は、インク組成物全量に対して、0.5~5%とすることが好ましく、更に好ましくは、0.5~3.0%とすることが望ましい。このポリビニルピロリドンの含有量が0.5%未満であると、本発明の効果を十分に発揮することができず、一方、5%を越えると、着色樹脂粒子の凝集が強くなり、分散安定性が低下するので、好ましくない。 The content of these polyvinylpyrrolidones is preferably 0.5 to 5% of the total amount of the ink composition, and more preferably 0.5 to 3.0%. If the content of this polyvinylpyrrolidone is less than 0.5%, the effect of the present invention cannot be fully exerted, while if it exceeds 5%, the colored resin particles will tend to aggregate strongly and the dispersion stability will decrease, which is not preferable.

本発明では、用いるポリビニルピロリドンとキサンタンガムの含有割合、すなわち、ポリビニルピロリドン/キサンタンガム(質量比)を1~9とすることが必要であり、好ましくは、2~8とすることが望ましい。
この割合が1未満、並びに、9超過であると、本発明の効果を発揮できないものとなる。この配合割合(1~9)の範囲とする理由は、ポリビニルピロリドンとキサンタンガムは共にインクの増粘剤ではあるが、物理的特性が異なる。これらを併用すると、お互いの物理的特性を打ち消しあうことなく、剪断減粘性を有しながら着色樹脂粒子の凝集を抑制することで良好な流動性が保たれ、初筆性が良好となるので、上記範囲で用いるものとなる。
In the present invention, the content ratio of polyvinylpyrrolidone to xanthan gum used, that is, the polyvinylpyrrolidone/xanthan gum (mass ratio) must be 1-9, and preferably 2-8.
If this ratio is less than 1 or exceeds 9, the effects of the present invention cannot be achieved. The reason for setting the blending ratio in this range (1 to 9) is that although polyvinylpyrrolidone and xanthan gum are both ink thickeners, they have different physical properties. When these are used in combination, they do not cancel each other's physical properties, and by suppressing the aggregation of colored resin particles while having shear thinning properties, good fluidity is maintained and initial writing properties are improved, so they are used within the above range.

〈水性ボールペン用インク組成物〉
本発明の水性ボールペン用インク組成物には、少なくとも、平均粒子径が0.5~6μmの着色樹脂粒子と、キサンタンガム及びポリビニルピロリドンを含有し、前記ポリビニルピロリドン/キサンタンガムの質量比が1~9であることを特徴とするものであり、その他に、上記着色樹脂粒子以外に汎用の着色剤、水溶性溶剤が含有される。
用いることができる着色剤としては、水溶性染料、本発明の効果を損なわない範囲で顔料、例えば、無機顔料、有機顔料等も適宜量必要に応じて使用できる。
水溶性染料としては、直接染料、酸性染料、食用染料、塩基性染料のいずれも本発明の効果を損なわない範囲で適宜量用いることができる。
<Water-based ballpoint pen ink composition>
The aqueous ballpoint pen ink composition of the present invention is characterized in that it contains at least colored resin particles having an average particle size of 0.5 to 6 μm, xanthan gum and polyvinylpyrrolidone, and the mass ratio of the polyvinylpyrrolidone/xanthan gum is 1 to 9. In addition, in addition to the colored resin particles, a general-purpose colorant and a water-soluble solvent are also contained.
Usable colorants include water-soluble dyes and pigments, such as inorganic pigments and organic pigments, which can be used in appropriate amounts as needed, provided that the effects of the present invention are not impaired.
As the water-soluble dye, any of direct dyes, acid dyes, food dyes and basic dyes can be used in an appropriate amount within a range that does not impair the effects of the present invention.

用いることができる水溶性溶剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、3-ブチレングリコール、チオジエチレングリコール、グリセリン等のグリコール類や、
エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、単独或いは混合して使用することができる。この水溶性溶剤の含有量は、インク組成物全量に対して、5~40%とすることが望ましい。
Examples of the water-soluble solvent that can be used include glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, 3-butylene glycol, thiodiethylene glycol, and glycerin;
Ethylene glycol monomethyl ether and diethylene glycol monomethyl ether can be used alone or in combination. The content of this water-soluble solvent is preferably 5 to 40% based on the total amount of the ink composition.

本発明の水性ボールペン用インク組成物には、少なくとも、上記平均粒子径が0.5~6μmの着色樹脂粒子と、キサンタンガム及びポリビニルピロリドンを含有し、前記ポリビニルピロリドン/キサンタンガムの質量比が1~9であることを特徴とするものであり、上記着色樹脂粒子以外の着色剤、水溶性溶剤の他、残部として溶媒である水(水道水、精製水、蒸留水、イオン交換水、純水等)の他、本発明の効果を損なわない範囲で、分散剤、潤滑剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤もしくは防菌剤などを適宜含有することができる。 The ink composition for aqueous ballpoint pens of the present invention contains at least colored resin particles having an average particle size of 0.5 to 6 μm, xanthan gum, and polyvinylpyrrolidone, and the mass ratio of polyvinylpyrrolidone/xanthan gum is 1 to 9. In addition to colorants other than the colored resin particles, water-soluble solvents, and water (tap water, purified water, distilled water, ion-exchanged water, pure water, etc.) as the remainder of the solvent, dispersants, lubricants, pH adjusters, rust inhibitors, preservatives, or antibacterial agents may be appropriately contained within the range that does not impair the effects of the present invention.

用いることができる分散剤としては、ノニオン、アニオン界面活性剤や水溶性樹脂が用いられる。好ましくは水溶性高分子が用いられる。
潤滑剤としては、顔料の表面処理剤にも用いられる多価アルコールの脂肪酸エステル、糖の高級脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン高級脂肪酸エステル、アルキル燐酸エステルなどのノニオン系や、高級脂肪酸アミドのアルキルスルホン酸塩、アルキルアリルスルホン酸塩などのアニオン系、ポリアルキレングリコールの誘導体やフッ素系界面活性剤、ポリエーテル変性シリコーンなどが挙げられる。
Usable dispersants include nonionic and anionic surfactants and water-soluble resins, and preferably water-soluble polymers.
Examples of the lubricant include nonionic lubricants such as fatty acid esters of polyhydric alcohols, higher fatty acid esters of sugars, polyoxyalkylene higher fatty acid esters, and alkyl phosphates, which are also used as surface treatment agents for pigments; anionic lubricants such as alkyl sulfonates and alkyl aryl sulfonates of higher fatty acid amides; derivatives of polyalkylene glycols, fluorine-based surfactants, and polyether-modified silicones.

pH調整剤としては、アンモニア、尿素、モノエタノーアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンや、トリポリリン酸ナトリウム、炭酸ナトリウムなとの炭酸やリン酸のアルカリ金属塩、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属の水和物などが挙げられる。また、防錆剤としては、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、ジシクロへキシルアンモニウムナイトライト、サポニン類など、防腐剤もしくは防菌剤としては、フェノール、ナトリウムオマジン、安息香酸ナトリウム、チアゾリン系化合物、ベンズイミダゾール系化合物などが挙げられる。
上記分散剤、潤滑剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤もしくは防菌剤などの各成分は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、これらの市販品があればそれを使用することができる
Examples of pH adjusters include ammonia, urea, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, alkali metal salts of carbonates and phosphoric acids such as sodium tripolyphosphate and sodium carbonate, and hydrates of alkali metals such as sodium hydroxide. Examples of rust inhibitors include benzotriazole, tolyltriazole, dicyclohexylammonium nitrite, saponins, and the like. Examples of preservatives or antibacterial agents include phenol, sodium omadine, sodium benzoate, thiazoline compounds, benzimidazole compounds, and the like.
The above-mentioned components such as dispersants, lubricants, pH adjusters, rust inhibitors, preservatives, and antibacterial agents may be used alone or in combination of two or more. In addition, if commercially available products of these are available, they can be used.

本発明の水性ボールペン用インク組成物は、少なくとも、上記平均粒子径が0.5~6μmの着色樹脂粒子と、キサンタンガムと、ポリビニルピロリドンと、水溶性溶剤、その他の各成分をボールペン用インクの用途に応じて適宜組み合わせ、前記ポリビニルピロリドン/キサンタンガムの質量比が1~9となるように配合せしめて、ホモミキサー、ホモジナイザーもしくはディスパー等の攪拌機により撹拌混合することにより、更に必要に応じて、ろ過や遠心分離によってインク組成物中の粗大粒子を除去すること等によって水性ボールペン用インク組成物を調製することができる。
水性ボールペンでは、該水性ボールペン用インク組成物を、直径が0.18~2.0mmのボールを備えた水性ボールペン体に充填することにより作製することができる。
用いる水性ボールペン体として、直径が上記範囲のボールを備えたものであれば、特に限定されず、特に、上記水性インク組成物をポリプロピレンチューブのインク収容管に充填し、先端のステンレスチップ(ボールは超鋼合金)を有するリフィールの水性ボールペンに仕上げたものが望ましい。
The aqueous ink composition for ballpoint pens of the present invention can be prepared by appropriately combining at least the colored resin particles having an average particle size of 0.5 to 6 μm, xanthan gum, polyvinylpyrrolidone, a water-soluble solvent, and other components depending on the application of the ink for ballpoint pens, blending them so that the mass ratio of polyvinylpyrrolidone/xanthan gum is 1 to 9, stirring and mixing them with a stirrer such as a homomixer, homogenizer, or disper, and further removing coarse particles in the ink composition by filtration or centrifugation, as necessary.
An aqueous ballpoint pen can be prepared by filling the ink composition for an aqueous ballpoint pen into an aqueous ballpoint pen body equipped with a ball having a diameter of 0.18 to 2.0 mm.
The water-based ballpoint pen body used is not particularly limited as long as it has a ball with a diameter within the above range, and in particular, it is desirable to fill the above water-based ink composition into an ink reservoir tube of a polypropylene tube and finish it into a water-based ballpoint pen refill with a stainless steel tip (the ball is made of a super steel alloy) at the tip.

本発明の水性ボールペン用インク組成物は、他の水性インク組成物の製造方法と比べて特に変わるところはなく製造することができる。
すなわち、本発明の水性ボールペン用インク組成物は、少なくとも、上記平均粒子径が0.5~6μmの着色樹脂粒子と、キサンタンガム及びポリビニルピロリドン、その他の成分を含有せしめ、前記ポリビニルピロリドン/キサンタンガムの質量比が1~9となる
ようにミキサー等、更に、例えば、強力な剪断を加えることができるビーズミル、ホモミキサー、ホモジナイザー等を用いて撹拌条件を好適な条件に設定等して混合撹拌することによって、水性ボールペン用インク組成物を製造することができる。
また、本発明の水性ボールペン用インク組成物のpH(25℃)は、使用性、安全性、インク自身の安定性、インク収容体とのマッチング性の点からpH調整剤などにより5~10に調整されることが好ましく、更に好ましくは、6~9.5とすることが望ましい。
The water-based ink composition for ballpoint pens of the present invention can be produced in a manner similar to that of other water-based ink compositions.
That is, the aqueous ink composition for a ballpoint pen of the present invention contains at least the above-mentioned colored resin particles having an average particle size of 0.5 to 6 μm, xanthan gum, polyvinylpyrrolidone, and other components, and is mixed and stirred so that the mass ratio of polyvinylpyrrolidone/xanthan gum is 1 to 9 using a mixer or the like, and further, for example, a bead mill, homomixer, homogenizer, or the like that can apply strong shear, while setting the stirring conditions to suitable conditions, whereby the aqueous ink composition for a ballpoint pen can be produced.
Furthermore, the pH (25° C.) of the aqueous ballpoint pen ink composition of the present invention is preferably adjusted to 5 to 10 with a pH adjuster or the like from the viewpoints of usability, safety, the stability of the ink itself, and compatibility with the ink container, and is more preferably adjusted to 6 to 9.5.

本発明の水性ボールペン用インク組成物は、ボールペンチップなどのペン先部を備えたボールペンに搭載される。
本発明における水性ボールペンとしては、上記組成の水性ボールペン用インク組成物をボールペン用インク収容体(リフィール)に収容すると共に、該インク収容体内に収容された水性インク組成物とは相溶性がなく、かつ、該水性インク組成物に対して比重が小さい物質、例えば、ポリブテン、シリコーンオイル、鉱油等がインク追従体として収容されるものが挙げられる。
なお、水性ボールペンの構造は、特に限定されず、例えば、軸筒自体をインク収容体として該軸筒内に上記構成の水性ボールペン用インク組成物を充填したコレクター構造(インク保持機構)を備えた直液式のボールペンであってもよいものである。
The aqueous ballpoint pen ink composition of the present invention is loaded into a ballpoint pen equipped with a pen tip portion such as a ballpoint pen tip.
The aqueous ballpoint pen of the present invention may be one in which the aqueous ballpoint pen ink composition having the above-mentioned composition is contained in an ink container (refill) for a ballpoint pen, and a substance that is incompatible with the aqueous ink composition contained in the ink container and has a small specific gravity relative to the aqueous ink composition, such as polybutene, silicone oil, mineral oil, etc., is contained as an ink follower.
The structure of the aqueous ballpoint pen is not particularly limited, and may be, for example, a direct ink type ballpoint pen having a collector structure (ink retention mechanism) in which the barrel itself serves as an ink container and is filled with the aqueous ballpoint pen ink composition having the above-described structure.

このように構成される本発明の水性ボールペン用インク組成物にあっては、少なくとも、上記平均粒子径が0.5~6μmの着色樹脂粒子と、キサンタンガム及びポリビニルピロリドンを含有し、前記ポリビニルピロリドン/キサンタンガムの質量比が1~9であることを特徴とするものであり、例えば、熱変色マイクロカプセル(熱変色性粒子)のような平均粒子径0.5μm超過となる大きい着色樹脂粒子の場合には、一般的な染料・顔料と比較してインク中での流動性が低く、それに伴い静から動、或いは動から静状態への応答性がやや鈍く、ボールペンのような動作の切り替えが頻繁で、インクに対する剪断力の変化が大きい筆記具においては、その特性が描線に現れやすく、特に筆記を休止した直後の書き出しに時にインクが出渋る現象、すなわち、初筆性の低下が見られるものであつたが、本発明では、書き出し時のインクが出渋る現象である初筆性の低下がない水性ボールペン用インク組成物が得られるものとなる。 The aqueous ballpoint pen ink composition of the present invention thus constituted contains at least colored resin particles having an average particle size of 0.5 to 6 μm, xanthan gum, and polyvinylpyrrolidone, and is characterized in that the mass ratio of polyvinylpyrrolidone/xanthan gum is 1 to 9. For example, in the case of large colored resin particles having an average particle size exceeding 0.5 μm, such as thermochromic microcapsules (thermochromic particles), the fluidity in the ink is low compared to general dyes and pigments, and the responsiveness from static to dynamic or from dynamic to static is somewhat slow. In a writing instrument such as a ballpoint pen, which frequently switches between operations and has a large change in shear force on the ink, this characteristic is likely to appear in the drawn lines, and in particular, the phenomenon of ink slackness at the start of writing immediately after stopping writing, i.e., a decrease in initial writing performance, is observed. However, in the present invention, an aqueous ballpoint pen ink composition is obtained that does not decrease in initial writing performance, which is the phenomenon of ink slackness at the start of writing.

次に、用いる着色樹脂粒子の製造例1~3、水性ボールペン用インク組成物の実施例1~8及び比較例1~4により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記実施例等に限定されるものではない。また、製造例1~3で得た着色樹脂粒子などの平均粒子径(D50:μm)は、日機装株式会社の粒子径分布解析装置HRA9320-X100を用いて測定した。 Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Production Examples 1 to 3 of the colored resin particles used, Examples 1 to 8 of the water-based ballpoint pen ink composition, and Comparative Examples 1 to 4, but the present invention is not limited to the following Examples. In addition, the average particle diameter (D50: μm) of the colored resin particles obtained in Production Examples 1 to 3 was measured using a particle size distribution analyzer HRA9320-X100 manufactured by Nikkiso Co., Ltd.

〔製造例1:着色性樹脂粒子;熱変色性粒子の製造〕
ロイコ色素として、ETAC(山田化学工業社製)1質量部(以下、単に「部」という)、顕色剤として、ビスフェノールA2部、及び変色性温度調整剤として、ミリスチン酸
ミリスチル24部を100℃に加熱溶融して、均質な組成物27部を得た。上記で得た
組成物27部の均一な熱溶液にカプセル膜剤として、イソシアネート10部 及びポリオ
ール10部を加えて攪拌混合した。次いで、保護コロイドとして12%ポリビニルアルコール水溶液60部を用いて、25℃で乳化して分散液を調製した。次いで、5%の多価アミン5部を用いて、80℃で60分間処理してコアシェル型のマイクロカプセルを得た。
この着色樹脂粒子の平均粒子径(D50)は、3.5μmであった。
[Production Example 1: Colorable resin particles; production of thermochromic particles]
1 part by mass (hereinafter simply referred to as "part") of ETAC (manufactured by Yamada Chemical Industry Co., Ltd.) as a leuco dye, 2 parts of bisphenol A as a color developer, and 24 parts of myristyl myristate as a discoloration temperature regulator were heated and melted at 100 ° C to obtain 27 parts of a homogeneous composition. 10 parts of isocyanate and 10 parts of polyol were added as capsule membrane agents to the homogeneous hot solution of 27 parts of the composition obtained above and stirred and mixed. Next, 60 parts of a 12% aqueous polyvinyl alcohol solution was used as a protective colloid to emulsify at 25 ° C to prepare a dispersion. Next, 5 parts of a 5% polyamine was used and treated at 80 ° C for 60 minutes to obtain core-shell type microcapsules.
The average particle size (D50) of the colored resin particles was 3.5 μm.

〔製造例2:着色性樹脂粒子;ウレタン系黒色粒子〕
油相溶液として、酢酸エチル12.5質量部を60℃に加温しながら、油溶性黒染料(Oil Black 860、オリヱント化学工業社製)3.5質量部及びテルペンフェ
ノール樹脂(YSポリスターN125 ヤスハラケミカル社製)0.5質量部を加えて十分に溶解させた。次いで、ここにプレポリマーとしてのヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート変性体(TLA-100、旭化成社製)8質量部を加えて、油相溶液を作製した。
水相溶液としては、蒸留水200質量部を60℃に加温しながら、ここに分散剤としてのポリビニルアルコール(PVA-205、クラレ社製)15質量部を溶解して、水相溶液を作製した。
60℃の水相溶液に油相溶液を投入し、ホモジナイザーで6時間撹拌することにより乳化混合して重合を完了した。
得られた分散体を遠心処理することで着色性樹脂粒子(ウレタン系黒色粒子)を得た。この着色樹脂粒子の平均粒子径(D50)は、1.4μmであった。
[Production Example 2: Colorable resin particles; urethane-based black particles]
As an oil phase solution, 12.5 parts by mass of ethyl acetate was heated to 60° C. while 3.5 parts by mass of an oil-soluble black dye (Oil Black 860, manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.) and 0.5 parts by mass of a terpene phenol resin (YS Polystar N125, manufactured by Yasuhara Chemical Co., Ltd.) were added and thoroughly dissolved. Next, 8 parts by mass of an isocyanurate-modified product of hexamethylene diisocyanate (TLA-100, manufactured by Asahi Kasei Corporation) was added as a prepolymer to prepare an oil phase solution.
The aqueous phase solution was prepared by heating 200 parts by mass of distilled water to 60° C. and dissolving 15 parts by mass of polyvinyl alcohol (PVA-205, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) as a dispersant therein.
The oil phase solution was added to the aqueous phase solution at 60° C., and the mixture was emulsified and mixed by stirring with a homogenizer for 6 hours to complete the polymerization.
The resulting dispersion was centrifuged to obtain colored resin particles (urethane-based black particles). The average particle size (D50) of the colored resin particles was 1.4 μm.

〔製造例3:着色性樹脂粒子;ウレタン系白色粒子〕
油相溶液として、ミリスチン酸ミリスチル9.6部を60℃に加温しながら、酸化チタン2.4部を加えて十分に分散させた。次いで、メチレンジフェニル -4,4´-ジイ
ソシアネート(3モル)のトリメチロールプロパン(1モル)付加物( D-109、三
井化学社製)9部を加え、更にエチレングリコールモノベンジルエーテル2部を加えた。水相溶液としては、蒸留水600部に対して、ポリビニルアルコール(PVA-205、クラレ社製)15部を溶解し、これに前記油相溶液を投入し、ホモジナイザーで乳化混合して重合を完了した。得られた分散体を遠心処理することでマイクロカプセルを回収し、マイクロカプセル顔料を得た。この着色樹脂粒子の平均粒子径(D50)は、0.6μmであった。
[Production Example 3: Colorable resin particles; urethane-based white particles]
As an oil phase solution, 9.6 parts of myristyl myristate were heated to 60°C, and 2.4 parts of titanium oxide were added and thoroughly dispersed. Next, 9 parts of a methylenediphenyl-4,4'-diisocyanate (3 moles) trimethylolpropane (1 mole) adduct (D-109, manufactured by Mitsui Chemicals) were added, and 2 parts of ethylene glycol monobenzyl ether were further added. As an aqueous phase solution, 15 parts of polyvinyl alcohol (PVA-205, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) were dissolved in 600 parts of distilled water, and the oil phase solution was added thereto, and the mixture was emulsified and mixed with a homogenizer to complete the polymerization. The obtained dispersion was centrifuged to recover microcapsules, and a microcapsule pigment was obtained. The average particle size (D50) of the colored resin particles was 0.6 μm.

〔実施例1~8及び比較例1~4〕
製造例1~3の着色性樹脂粒子を用いると共に、下記表1に示す配合組成のキサンタンガム、ポリビニルピロリドンなどにより、常法により、各水性ボールペン用インク組成物を調整した。
上記実施例1~8及び比較例1~4で得られた水性ボールペン用インク組成物について、下記方法により水性ボールペンを作製して、下記評価方法で初筆性について評価を行った。
これらの結果を下記表1に示す。
[Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4]
Using the colorable resin particles of Production Examples 1 to 3, and also using xanthan gum, polyvinylpyrrolidone, and the like in the formulations shown in Table 1 below, each water-based ink composition for a ballpoint pen was prepared by a conventional method.
For the aqueous ballpoint pen ink compositions obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4, aqueous ballpoint pens were prepared by the following method, and initial writing properties were evaluated by the following evaluation method.
The results are shown in Table 1 below.

(水性ボールペンを作製)
上記で得られた各インク組成物を用いて水性ボールペンを作製した。具体的には、ボールペン〔三菱鉛筆株式会社製、商品名:シグノUM-100〕の軸を使用し、内径4.0mm、長さ113mmのポリプロピレン製インク収容管とステンレス製チップ(超硬合金ボール、ボール径0.7mm)及び該収容管と該チップを連結する継手からなるリフィールに上記各水性インクを充填し、インク後端に鉱油を主成分とするインク追従体を装填し、水性ボールペンを作製した。
(Making a water-based ballpoint pen)
Each of the ink compositions obtained above was used to prepare an aqueous ballpoint pen. Specifically, a refill consisting of a polypropylene ink reservoir tube with an inner diameter of 4.0 mm and a length of 113 mm, a stainless steel tip (carbide alloy ball, ball diameter 0.7 mm), and a joint connecting the reservoir tube and the tip was filled with each of the aqueous inks, and an ink follower mainly composed of mineral oil was loaded into the rear end of the ink to prepare an aqueous ballpoint pen.

〔初筆性の評価方法〕
上記で得た各水性ボールペンについて、キャップをしない状態で、25℃、50%RH下で60分放置後、PPC用紙に直線を筆記し、下記評価基準で初筆性を評価した。
評価基準:
A:書き始めから問題なく筆記可能
B:書き始めから0mm超、5mm未満のカスレが確認される
C:書き始めから5mm以上のカスレが確認される
[Method of evaluating initial writing ability]
Each of the water-based ballpoint pens obtained above was left uncapped at 25° C. and 50% RH for 60 minutes, after which a straight line was written on PPC paper and the initial writing performance was evaluated according to the following evaluation criteria.
Evaluation criteria:
A: Writing is possible without any problems from the beginning. B: Smearing of more than 0 mm and less than 5 mm is confirmed from the beginning of writing. C: Smearing of 5 mm or more is confirmed from the beginning of writing.

Figure 0007556109000001
Figure 0007556109000001

上記表1の結果から明らかなように、本発明範囲となる実施例1~8の水性ボールペン用インク組成物は、本発明の範囲外となる比較例1~4に較べ、初筆性に優れることが確認された。
これに対して、比較例1~4を見ると、比較例1及び2は、キサンタンガム、ポリビニルピロリドン単独配合であり、また、比較例3及び4はポリビニルピロリドン/キサンタンガムの質量比が1~9の範囲を外れる場合であり、これらの場合は書き始めから初筆性が悪くなることが確認された。
以上の実施例1~8及び比較例1~4の各評価結果を総合してみると、本発明範囲となる実施例1~8の水性ボールペン用インク組成物とすることにより、初めて、初筆性が著しく向上し、特有の作用効果が発揮できることが判った。
As is clear from the results in Table 1 above, the aqueous ballpoint pen ink compositions of Examples 1 to 8, which are within the scope of the present invention, were confirmed to have excellent initial writing properties compared to Comparative Examples 1 to 4, which are outside the scope of the present invention.
In contrast, looking at Comparative Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 and 2 were blends of xanthan gum and polyvinylpyrrolidone alone, and Comparative Examples 3 and 4 were cases in which the mass ratio of polyvinylpyrrolidone/xanthan gum was outside the range of 1 to 9. In these cases, it was confirmed that the initial writing performance was poor from the beginning.
Considering the evaluation results of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4 above together, it was found that by using the aqueous ballpoint pen ink compositions of Examples 1 to 8, which fall within the scope of the present invention, the initial writing properties were significantly improved for the first time, and specific functional effects could be exerted.

水性ボールペンに好適なインク組成物が得られる。 An ink composition suitable for water-based ballpoint pens is obtained.

Claims (2)

少なくとも、平均粒子径が0.5~6μmの熱変色性及び/又は光変色性の着色樹脂粒子3~30質量%と、キサンタンガムと、ポリビニルピロリドン0.5~5質量%とを含有し、前記ポリビニルピロリドン/キサンタンガムの質量比が1~9であることを特徴とする水性ボールペン。 The water-based ballpoint pen comprises at least 3 to 30% by mass of thermochromic and/or photochromic colored resin particles having an average particle size of 0.5 to 6 μm, xanthan gum , and 0.5 to 5% by mass of polyvinylpyrrolidone, and the mass ratio of polyvinylpyrrolidone/xanthan gum is 1 to 9 . 前記ポリビニルピロリドンのK値が10~40であることを特徴とする請求項1に記載の水性ボールペン。 2. The water-based ballpoint pen according to claim 1, wherein the polyvinylpyrrolidone has a K value of 10 to 40.
JP2023122654A 2019-05-22 2023-07-27 Water-based ballpoint pen ink composition Active JP7556109B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023122654A JP7556109B2 (en) 2019-05-22 2023-07-27 Water-based ballpoint pen ink composition

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019095749A JP7323332B2 (en) 2019-05-22 2019-05-22 Ink composition for water-based ballpoint pen
JP2023122654A JP7556109B2 (en) 2019-05-22 2023-07-27 Water-based ballpoint pen ink composition

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019095749A Division JP7323332B2 (en) 2019-05-22 2019-05-22 Ink composition for water-based ballpoint pen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023138596A JP2023138596A (en) 2023-10-02
JP7556109B2 true JP7556109B2 (en) 2024-09-25

Family

ID=73454919

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019095749A Active JP7323332B2 (en) 2019-05-22 2019-05-22 Ink composition for water-based ballpoint pen
JP2023122654A Active JP7556109B2 (en) 2019-05-22 2023-07-27 Water-based ballpoint pen ink composition

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019095749A Active JP7323332B2 (en) 2019-05-22 2019-05-22 Ink composition for water-based ballpoint pen

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP7323332B2 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009040825A (en) 2007-08-07 2009-02-26 Pilot Ink Co Ltd Water-based ink composition for ballpoint pen and ballpoint pen holding the same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3743110B2 (en) * 1997-03-31 2006-02-08 ぺんてる株式会社 Water-based ink for ballpoint pens

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009040825A (en) 2007-08-07 2009-02-26 Pilot Ink Co Ltd Water-based ink composition for ballpoint pen and ballpoint pen holding the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023138596A (en) 2023-10-02
JP7323332B2 (en) 2023-08-08
JP2020189921A (en) 2020-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5534794B2 (en) Water-based ballpoint pen ink composition and water-based ballpoint pen
JP6626369B2 (en) Aqueous ink composition for writing implements
KR102593856B1 (en) Ink composition for water-based ballpoint pen
TW201400560A (en) Dye, microcapsule pigment using same, and ink composition for writing utensils
JP6626373B2 (en) Aqueous ink composition for writing implements
JP4291910B2 (en) Aqueous white or pastel ink composition for ballpoint pens
JP5754966B2 (en) Water-based ink composition for writing instruments
JP7556109B2 (en) Water-based ballpoint pen ink composition
JP6718259B2 (en) Aqueous ink composition for ballpoint pen
JP3525370B2 (en) Method for preparing water-shrinkable water-based ballpoint pen ink, shear-thinned water-based ballpoint pen ink composition, and ballpoint pen using the same
JPH09124993A (en) Thermochromic water-base ballpoint ink and ballpoint pen using it
JP6817151B2 (en) Water-based ink composition for writing instruments
JP2002235025A (en) Ink composition for ball-point pen
JP6042200B2 (en) Water-based ink composition for ballpoint pen and ballpoint pen incorporating the same
JP4291909B2 (en) Shear thinning aqueous ink composition for ballpoint pen and ballpoint pen using the same
JP7359569B2 (en) Ink composition for water-based ballpoint pens
JP7221824B2 (en) Ink composition for water-based ballpoint pen
JP7382225B2 (en) Ink composition for water-based ballpoint pens
JP6096590B2 (en) Water-based ink composition for ballpoint pen and ballpoint pen incorporating the same
JPH10310734A (en) Water-based pigment ink for ball point pen reducing its viscosity by shearing
JP7530710B2 (en) Water-based ballpoint pen ink composition
JP5921087B2 (en) Water-based ink composition for writing instruments
JP2019031645A (en) Aqueous ink composition for ballpoint and ballpoint containing the same
JP7290430B2 (en) Ink composition for water-based ballpoint pen
WO2022071113A1 (en) Microcapsule pigment and ink composition for writing instruments

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230823

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230823

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240903

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240911

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7556109

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150